- 能量守恒定律与能源
- 共104题
请考生从给出的2道物理题中,任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分。
33.【物理——选修3-4】
(1)下列属于光的衍射现象的是( )
A.雨后天空出现的绚丽的彩虹
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
(2)内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球,距球心为2R处有一点光源S,球心O和光源S皆在圆筒轴线上,如图所示。若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r最大为多少?
34.【物理——选修3-5】
(1)根据玻尔原子结构理论,氦离子()的能级图如图所示。 电子处在n=5轨道上比处在n=3轨道上离氦核的距离_______ (选填“近”或“远”)。 当大量
处在n=3的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有_______条。
(2)如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M。现以地面为参照系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离木板。以地面为参照系。
①若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度的大小和方向。
②若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
33.请考生从给出的2道物理题中,任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分。33.【物理——选修3-4】
(1)下列属于光的衍射现象的是( )
34.【物理——选修3-5】
(1)根据玻尔原子结构理论,氦离子()的能级图如图所示。 电子处在n=5轨道上比处在n=3轨道上离氦核的距离_______ (选填“近”或“远”)。 当大量
处在n=3的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有_______条。
(2)如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M。现以地面为参照系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离木板。以地面为参照系。
(1)若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度的大小和方向。
(2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
正确答案
正确答案
24.如图所示为水平传送装置,轴间距离AB长l=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以
=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2.求:
(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离?
(2)木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中?
(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹.木块和传送带这一系统产生的总内能是多少?
正确答案
解析:(1)第一颗子弹射入木块过程中动量守恒
解得:=3m/s
木块向右作减速运动加速度m/s2
木块速度减小为零所用时间
解得t1 =0.6s<1s
所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时,速度为零,移动距离为,解得s1=0.9m.
(2)在第二颗子弹射中木块前,木块再向左作加速运动,时间t2=1s-0.6s=0.4s
速度增大为v2=at2=2m/s(恰与传送带同速)
向左移动的位移为
所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移S0=S1-S2=0.5m方向向右
第16颗子弹击中前,木块向右移动的位移为
第16颗子弹击中后,木块将会再向右先移动0.9m,总位移为0.9m+7.5=8.4m>8.3m木块将从B端落下.
所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.
(3)第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为
木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为
产生的热量为Q2=
木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为
产生的热量为
第16颗子弹射入后木块滑行时间为t3有
解得t3=0.4s
木块与传送带的相对位移为S=v1t3+0.8
产生的热量为Q4=
全过程中产生的热量为Q=15(Q1+Q2+Q3)+Q1+Q4
解得Q=14155.5J
解析
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知识点
请考生选一道题作答。
33.略
34.【物理——选修3-4】
(1)一列周期为0.4秒的简谐波在均匀介质中沿x轴传播,该波在某一时刻的波形如图所示,此时振动还只发生在O、M之间;A、B、C是介质中的三个质点,平衡位置分别位于2m、3m、6m处。此时B的速度方向为-y方向,下列说法正确的是( )
A.该波沿 x轴正向传播,波速为20m/s
B.A质点比B质点晚振动0.05s
C.B质点此时的位移为1cm
D.由图示时刻经0.1s,B质点的运动路程为2cm
E.若该波与另一列沿x轴正向传播且波长为16m的波相遇,可以发生稳定的干涉现象
(2)如图所示,宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面,入射角为60°,光束中包含两种波长的光,玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1=,n2=
,光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,求玻璃砖的厚度d为多少? (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,结果可用根式表示)。
35.【物理——选修3-5】
(1)下列说法中正确的是( )
A.质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量
B.(镭)衰变为
(氡)要经过1次α衰变
C.β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流
D.放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间
E.法国物理学家德布罗意预言了实物粒子的波动性
(2)如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止,A、B两木块同时以相向的水平初速度v0和2v0滑上长木板,木板足够长, A、B始终未滑离木板也未发生碰撞。求:
①木块B的最小速度是多少?
②木块A从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中,木块A所发生的位移是多少?
正确答案
33.略
34.
(1) BCD
(2)
,
得:θ1=30°θ2=37°
恰好分开时:
又有: x=
解得:=
35.
(1)BDE
(2)
①三者共速时,B的速度最小
得
②A、B均在C上滑动时,C保持静止不动。
对A有:
A与C一起向右加速滑动时,对AC整体,有:
三者共速前A的对地位移为:
解得:
解析
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知识点
20.如图所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块,穿出时子弹速度v1=50m/s。设传送带的速度恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g=10m/s2。
求:
(1)子弹击穿木块过程中产生的内能;
(2)在被子弹击穿后,木块向右运动距A点的最大距离;
(3)从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中,木块与传送带间由于摩擦产生的内能。
正确答案
(1)设木块被子弹击穿时的速度为u,子弹击穿木块过程动量守恒
mv0-Mv=mv1+Mu 解得 u=3.0m/s
设子弹穿出木块后,木块向右做匀减速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律
μmg=ma 解得 a=5.0m/s2
木块向右运动到离A点最远时,速度为零,设木块向右移动最大距离为s1
u2=2as1 解得 s1=0.90m
(2)根据能量守恒定律可知子弹射穿木块过程中产生的内能为
E=
解得 E=872.5J
(3)设木块向右运动至速度减为零所用时间为t1,然后再向左作加速运动,经时间t2与传送带达到相对静止,木块向左移动的距离为s2。根据运动学公式
v2=2as2 解得 s2 =0.40m
t1==0.60s, t2=
=0.40s
木块向右减速运动的过程中相对传送带的位移为
=2.1m,
产生的内能为 Q1=μMg=10.5J
木块向左加速运动的过程中相对传送带的位移为=vt2-s2=0.40m,
产生的内能为Q2=μMg=2.0J
所以整个过程中木块与传送带摩擦产生的内能为
Q= Q1+Q2=12.5J
解析
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知识点
19.如图所示,水平传送带AB距离地面的高度为h,以恒定速率v0顺时针运行。甲、乙两相同滑块(视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在AB的正中间位置轻放它们时,弹簧立即弹开,两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
选考题:请考生从给出的3道物理题中任选一道做答,如果多做,则每学科按所做的第一题记分。
33.【物理—选修3—3】
(1)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是( )
A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力
B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力
C.当r等于r2时,分子间的作用力的合力为零
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功
(2)如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2,中间量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A.使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102N.
求:(假定气体温度保持不变.)
①此时两活塞间的距离。
②活塞A向下移的距离。
③大气压对活塞A和活塞B做的总功。
34.【物理—选修3-4】
(1)如图为一列简谐横波的波形图,其中虚线是t1=0.01s时的波形,实线是t2=0.02s时的波形,已知t2−t1=。关于这列波,下列说法中正确的是( )
A.该波的传播速度可能是600m/s
B.从t1时刻开始,经0.1s质点P通过的路程为0.8m
C.若该波波源从0点沿x轴正向运动,则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25Hz
D.遇到宽约3m的障碍物时,该波能发生明显的衍射现象
(2)如图所示,ABC为直角三棱镜,BC边长为16 cm,AB边长为32 cm.有一束很强的细光束OP射到BC边上,入射点P为BC的中点,OP与BC的夹角为30°,该光束从P点进入棱镜后再经AC面反射沿与AC平行的MN方向射出,其中M为AC边上的一点,AM=8cm.则棱镜的折射率是多少?
35.【物理—选修3-5】
(1)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D.图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
(2)一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射。到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块。其中一块沿原轨道返回,质量为m/2,求爆炸过程中系统增加的机械能。
正确答案
33.
(1)BC
(2)①活塞A受压向下移动的同时,活塞B也向下移动.已知达到平衡时,F=5×102N.
P=P0+F/S=1.5×105Pa
P0 l0s=pls l=0.4m
②当气体的压强为p0时,弹簧受B的作用而有一定的压缩量,当气体的压强变为p0+F/S时,弹簧增加的压缩量就是B向下移动的距离x,由胡克定律: F=kx x=0.1m
设A向下移动的距离为y, l = l0+x- y 得: y=0.3m
③W=P(l-l0 )s =200J
34.
(1)CD
(2)先根据题意作出光路图
利用几何知识:过M点做AC的垂线,
∠A=300,MN=4,MN/BC=AN/AC,AN=cm
得AC=16
cm,得CN=12
△PCO∽△MON,MN/PC=NO/OC,
得OC=8cm,又PC=8cm,所以∠CPO=600
600对应的折射角为300.
再由折射率定义:
35.
(1)AB
(2)爆炸后沿原轨道返回,则该炸弹速度大小为v,方向与原方向相反,
爆炸过程动量守恒,
解得
爆炸过程重力势能没有改变,爆炸后系统增加的机械能
=2mv2
解析
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知识点
6.如图,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及
M与地面间接触光滑。开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。在两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m、M和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是( )
正确答案
解析
每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分
知识点
14.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块。若射击下层,子弹刚好不射出;若射击上层,则子弹刚好能射穿一半厚度,如图所示。则上述两种情况相比较( )
正确答案
解析
在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分
知识点
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答。
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示,倾角为θ=30°的足够长的固定斜面上,在底端0处固定一垂直斜面的档板,斜面上OM段光滑,M点及以上均粗糙。质量为m的物块A在M点恰好能静止,有一质量为2m的光滑小物块B以初速度自N点滑向物块A,已知MN=L,AB间每次碰撞后即紧靠在一起但不粘连,每次AB与档板碰撞后均原速率弹回,求:
(1)A、B第一次碰撞后紧靠在一起的初速度;
(2)物块A在M点上方时,离M点的最大距离s;
(3)系统由于摩擦和碰撞所产生的总内能E。
正确答案
解析
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知识点
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